一种预测大气颗粒物浓度的并行随机模拟方法

摘要

本发明提供了一种预测大气颗粒物浓度的并行随机模拟方法，包括成核与表面增长过程、凝并过程，并通过时间步长控制模拟过程。本发明的一种预测大气颗粒物浓度的并行随机模拟方法相比传统的数值模拟方法，高效并行随机模拟能显著的提高模拟效率，大大节省模拟所用时间，该方法所需输入参数易于在实际应用中获得，且适用于不同条件，具有较大的应用价值，在模拟大气颗粒物浓度有着广泛的应用前景，目前已经成功应用于燃烧颗粒物污染方面。

主权项

一种预测大气颗粒物浓度的并行随机模拟方法，其特征在于包括以下步骤：(1)初始化模拟时间t＝0、总的凝聚时间τ_sum＝0，设置模拟初始值，所述模拟初始值包括大气颗粒物的粒子体积、表面积、直径、初始数密度n₀和粒子数量N；设置时间步长δt以及模拟总时间t_stop；(2)模拟大气颗粒物的成核过程；(3)缩减取样：将成核过程形成的新的粒子与初始粒子混合在一起筛减，筛减后粒子总数维持在N；(4)模拟大气颗粒物的凝结过程和表面反应过程；(5)更新凝聚核函数中的粒子信息，所述粒子信息包括粒子的体积分数和数密度；(6)生成凝聚时间τ；(7)判断总的凝聚时间τ_sum与δt的大小，如果τ_sum＜δt，则选取任意两个粒子按凝聚核函数进行凝聚，更新τ_sum使得τ_sum＝τ_sum+τ，进入步骤(8)；否则进入步骤(10)；(8)倍增例子：将剩余的大气颗粒物的粒子数量翻倍，数量翻倍新增的粒子复制已有的粒子信息；(9)返回步骤(5)；(10)判断模拟时间t与模拟总时间t_stop的大小，如果t＜t_stop，则调整时间步长δt使其减少一个设置数值，更新t使得t＝t+δt，返回步骤(2)；否则模拟过程结束。